介质阻挡放电等离子体.PDF

2012年第6期 研究开发 ·15 · 介质阻挡放 电等离子体 用于苎麻纤维表面改性研究 成攀娇 ，李 莺 ，张 杰 ，丁祉悦 ，石建军 ，张 菁。，邱夷平 (1．东华大学 纺织学院，上海 201620； 2．东华大学 理学院，上海 201620) 摘 要：以氦气为处理气体，使用常压介质阻挡放电等离子体对苎麻纤维表面进行改性处理。测定 了处理前后苎麻 纤维表面形貌和化学成分变化及与丁二酸丁二醇酯粘结性能改变。结果表明，苎麻纤维经氦气常压等离子体处理后 ，纤 维表面受到不同程度的刻蚀且粗糙度增加，纤维表面的疏水基团有所增加，从而使苎麻纤维与聚丁二酸丁二醇酯的粘结 性能得到显著改善。 关键词 ：介质阻挡放电；常压等离子体；苎麻纤维改性 ；界面粘结性 中图分类号：TS102．2 文献标识码：A 文章编号：1673—0356(2012)O6一。。15～O4 苎麻纤维具有可生物降解、成本低、强度高、环保 250X射线光电子能谱仪，Dataphysic接触角测试仪， 等优点，有望在一定范围内作为纤维增强相代替复合 新纤xQ2纤维强度测试仪。 材料里高性能纤维如玻璃纤维等 ]。苎麻纤维表面有 1．2 等离子体处理 极强的极性基团，使其与疏水的聚合物树脂之间不相 处理前试样用丙酮清洗 30min，去除表面杂质后， 容，导致复合材料的整体性能下降[2]。等离子体处 真空干燥 12h使丙酮挥发。介质阻挡放电等离子体 理作为一种表面改性手段，可改变纤维表面的化学和 反应管是尺寸为 45mm×15mill×15mm的陶瓷体， 物理性质，不损伤纤维本身的优 良性能，且处理过程时 上下由两个平行的铜电极组成，两个电极间距为 1cm。 间短成本低，无需使用化学试剂和水，是一种环保绿色 实际施加电压通过高压探头和电子示波器显示，选取 且高效的材料表面改性技术_l6]。目前用等离子体改 实际电压为 3、6、9kV分别处理实验。氦气纯度大于 善苎麻纤维与聚丁二酸丁二醇酯界面相容性的研究很 99．99 ，氦气流速为2L／min，处理时间为30S。 少。聚丁二酸丁二醇酯是一种可生物降解树脂 ，力学 1．3 苎麻纤维性能测试 性能优异、成本低、加工特性 良好，非常适合与苎麻纤 1．3．1 表面形貌分析 维复合[8]。本课题采用氦气为处理气体，研究常压 为了解常压介质阻挡放电等离子体处理前后苎麻 介质阻挡放电等离子体处理对苎麻纤维表面性能与树 纤维表面形貌的变化，用JSM-5600LV扫描电子显微 脂粘结性能的影响。 镜观察处理前后苎麻表面形貌。将纤维在真空条件下 1 试验部分 喷金，拍摄试样表面形态，放大倍数为 10000倍。 1．3．2 表面化学成分分析 1．1 材料与设备 用 ESCAIAB250X射线光电子能谱仪测量纤维 材料：脱胶苎麻纤维，拉伸模量为25GPa，单根纤 表面化学成分，功率为 300W。其中Cls能谱使用 维的直径为 15~40 m不等；树脂，聚丁二酸丁二醇酯 XPSPEAK软件进